Daya dan Gerakan I

Gerakan linear diperihalkan oleh sesaran, halaju dan pecutan.

• Halaju ialah kadar perubahan sesaran; pecutan ialah kadar perubahan halaju.
• Persamaan gerakan linear: v = u + at, s = ut + ½at², dan v² = u² + 2as.
• Pada graf sesaran-masa, kecerunan memberi halaju; pada graf halaju-masa, kecerunan memberi pecutan dan luas di bawah graf memberi sesaran.

Hukum Newton menghubungkan daya dengan gerakan:

• Hukum Pertama (inersia) — objek kekal pegun atau bergerak seragam melainkan dikenakan daya luar.
• Hukum Kedua — F = ma, daya paduan berkadar terus dengan pecutan.
• Hukum Ketiga — setiap tindakan mempunyai tindak balas yang sama magnitud tetapi bertentangan arah.

Momentum p = mv sentiasa dikekalkan dalam sistem tertutup semasa perlanggaran.

Impuls ialah hasil darab daya dengan masa daya itu bertindak, dan nilainya sama dengan perubahan momentum objek, iaitu Ft = mv − mu.

• Daya impuls ialah daya besar yang bertindak dalam masa yang singkat, F = (mv − mu)/t. Bagi perubahan momentum yang sama, masa hentaman yang lebih panjang menghasilkan daya yang lebih kecil.
• Ciri keselamatan kenderaan seperti zon remuk, beg udara dan tali pinggang keledar memanjangkan masa hentaman supaya daya impuls ke atas penumpang berkurang.
• Memanjangkan masa turut digunakan dalam sukan: pemain membengkokkan lutut ketika mendarat dan penjaga gol menarik tangan ke belakang ketika menangkap bola.
• Memendekkan masa menambah daya, contohnya hentakan tukul besi dan tendangan bola yang pantas.

Prinsip keabadian momentum menyatakan jumlah momentum sebelum perlanggaran atau letupan sama dengan jumlah momentum selepasnya, jika tiada daya luar bertindak:

• Perlanggaran kenyal — momentum dan jumlah tenaga kinetik diabadikan; objek bergerak berasingan selepas perlanggaran.
• Perlanggaran tak kenyal — momentum diabadikan tetapi tenaga kinetik tidak diabadikan kerana sebahagiannya bertukar kepada bentuk lain seperti haba dan bunyi; jumlah tenaga tetap diabadikan. Contoh lazim dalam SPM ialah objek yang melekat selepas perlanggaran dan bergerak bersama dengan halaju sepunya.
• Letupan — objek yang asalnya pegun terpisah; jumlah momentum sebelum dan selepas ialah sifar, jadi bahagian-bahagiannya bergerak dalam arah bertentangan, seperti senapang yang tersentak ke belakang dan pelancaran roket.

• Lupa tanda arah — nyahpecutan diberi nilai negatif, dan halaju ke arah bertentangan juga negatif dalam pengiraan momentum.
• Tidak menukar unit — tukar km j⁻¹ kepada m s⁻¹ sebelum menggunakan persamaan gerakan.
• Salah tafsir graf — luas di bawah graf halaju-masa ialah sesaran, bukan halaju; kecerunan graf sesaran-masa ialah halaju.
• Tindakan dan tindak balas — kedua-dua daya bertindak pada dua objek yang berbeza, jadi kedua-duanya tidak saling membatalkan. Ingat juga jisim (kg) tetap, manakala berat (N) bergantung pada g.